ug深加工的编程及技巧

深加工的编程及技巧

在数控加工中常遇到孔的加工,如定位销孔、螺纹底孔、挖槽加工预钻孔等。采 用立式加工中心和数控铣床进行孔加工是最普:通的加工方法。但深孔加工,则 较为困难,在深孔加工中除合理选择切削用量外,还需解决三个主要问题:排屑、 冷却钻头和使加工周期最小化。下面将从编程方面讨论解决有关深孔加工的主要 问题。

一、深孔加工的编程指令及自动编程

1. 深孔加工指令格式 大多数的数控系统都提供了深孔加工指令,这里以 FANUC 系统为例来进行叙述。 FANUC 系统提供了 G73 和 G83 两个指令:

G73 为高速深孔往复排屑钻指令,G83 为深孔往复排屑钻指令。其指令格式为:

式中 X、Y——待加工孔的位置; Z——孔底坐标值(若是通孔,则 钻尖应超出工件底面); R——参考点的坐标值(R 点高出 工件顶面 2~5mm); Q——每一次的加工深度; F——进给速度(mm / min); G98——钻孔完毕返回初始平面; G99——钻孔完时返回参考平面(即 R 点所在平面)。 2.深孔加工的动作 深孔加工动作是通过 Z 轴方向的间断进给,即采用啄钻的方式,实现断屑与排屑 的。虽然 G73 和 G83 指令均能实现深孔加工,而且指令格式也相同,但二者在 Z 向的进给动作是有区别的,图 1 和图 2 分别是 G73 和 G83 指令的动作过程。

执行 G73 指令时,每次进给后令刀具退回一个 d 值(用参数设定);而 G83 指 令则每次进给后均退回至 R 点,即从孔内完全退出,然后再钻入孔中。深孔加 工与退刀相结合可以破碎钻屑,令其小得足以从钻槽顺利排出,并且不会造成表 面的损伤,可避免钻头的过早磨损。 G73 指令虽然能保证断屑,但排屑主要是依*钻屑在钻头螺旋槽中的流动来保证 的。因此深孔加工,特别是长径比较大的深孔,为保证顺利打断并排出切屑,应 优先采用 G83 指令。 3. 常规自动编程方法 这里以 MasterCAM V9 为例,其钻孔参数设置对话框如图 3 所示。

(1)高度参数 高度参数包括 Clearance(安全高度)、Retract(参考高度)、Feedplane(下 刀位置)、Top of stock(工件顶面)和 Depth(切削深度)等。 安全高度是指在此高度上刀具可以在任何位置平移而不会与工件或夹具发生碰 撞;参考高度为开始一个刀具路径前刀具回缩的位置,参考高度应高于下刀位置; 下刀位置是指当刀具在下刀位置之上先快速下降,当下降到该位置后再以慢速接 近工件;工件顶面是指工件上表面的高度值;切削深度是指最后的加工深度。 (2)钻孔参数 根据孔加工方式的不同,可设置的参数个数也不同,各参数的含义如下: Lst Peck——第一次啄钻深度; Subsequent Peck——以后每次的啄钻深度; Peck Clearance——啄孔间隙; Chip Break——退刀量; Dwell——刀具暂停在孔底部的时间; Shift——设置退刀时离开孔表面的距离。 (3)自动编程产生的程序段 由图 3 对话框中设定参数值所产生的程序段为: N110G98G83Z-150.R2.Q5.F90 比较对话框设定参数与所产生的程序段,可以看出: 1)程序段中产生了第一次啄钻深度值 Q5,“以后每次啄钻深度值”和“啄钻间隙 值”两参数不起任何作用; 2)G73 和 G83 指令在钻孔时孔底动作均为快速返回,不会产生暂停的动作,即 Dwell 设定值在此程序段中没有得到体现。而在实际加工中,当钻头退出时,钻 屑在冷却液冲刷下会落入孔中。这种情况尤其会发生在对钢料的加工中。当钻头 再次进入后,它将撞击位于孔底部钻屑。钻屑在刀具的作用下开始旋转,将钻屑 切断或熔化。因此,在必要时应暂停加工来清理吹净钻屑。 3)若加工台阶深孔,如图 4 所示,其加工工艺一般是先加工直径为 20 的孔, 然后再钻底部直径为 10 的孔。然而用 G83 指令加工底部直径为 10mm 的深孔 时,将在直径 20mm 的长度上造成较大的时间浪费。

二、编程技巧 鉴于存在上述几个缺陷,我们将钻孔参数设置对话框中的 Lst Peck 参数设置成 65,而 Subsequent Peck 的参数设置成 5,Dwell 设置成 0(即不延时)。同时 打开后置处理文件,将 Usecanpeck 项的 Yes,改成 NO,则产生如下程序: % O0000(文件名) (PROGRAM NAME - T1)(程序名) (DATE, Day-Month-Year - 26-04-04TIME, Hr:Min - 14:00)(编程时间) N100G21(公制单位) N102G0G17G40G49G80G90 (XY 平面,半径补偿取消,长度补偿取消,固定循环取消,绝对编程) ( 10. CENTER DRILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 10.)(刀具说明) N104T1M6(换刀) N106G0G90G54X0.Y0.S1145M03M08

(调用工件坐标系,刀具移至 X0Y0,启动主轴,开冷却泵) N108G43H1Z50.(长度正补偿,刀具运动至安全高度) N110Z2.(刀具运动至下刀位置) N112G1Z-63.F90(第一次啄钻,深度至为 Z-63。这段可以删除) N114G0Z2.(快速退回至 R 点。此程序段可删除) N116Z-61.(快速运动至 Z-61 的位置,留有 2mm 的啄孔间隙) N118G1Z-68F90(钻至 Z-68 的深度,从 Z-63 钻至 Z-68,每次啄钻 5mm) N120G0Z2.(快速退回至下刀位置) N122Z-66.(快速运动至 Z-66 的位置,留有 2mm 的啄孔间隙) N124G1Z-73.(钻至 Z-73 的深度,从 Z-68 钻至 Z-73,每次啄钻 5mm) N126G0Z2. N121G04P2000(延时 2 秒。此程序段为手工插入) N128Z-71. N130G1Z-78. 从上面程序中可以看出,第一次啄钻深度即达 Z-68 的位置,使整个加工过程的 时间缩短。但因没有延时,故需用手工对程序进行修改。一般只需要在钻至较深 的位置时插入 G04P2000 程序段(延时 2 秒),使钻头在 R 点延时足够的时间, 以充分冷却钻头,保证钻头有足够的耐用度。 三、结论 通过合理地设置钻孔加工参数和适当地修改后置处理文件,使自动编程产生的程 序能满足深孔加工的断屑、保证刀具充分冷却等实际情况

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